JPS5935841B2 - タンソザイリヨウノセイゾウホウ - Google Patents
タンソザイリヨウノセイゾウホウInfo
- Publication number
- JPS5935841B2 JPS5935841B2 JP50128570A JP12857075A JPS5935841B2 JP S5935841 B2 JPS5935841 B2 JP S5935841B2 JP 50128570 A JP50128570 A JP 50128570A JP 12857075 A JP12857075 A JP 12857075A JP S5935841 B2 JPS5935841 B2 JP S5935841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- fibers
- binder
- fiber
- coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭素材料、と（に高強度の炭素繊維強化炭素材
料の製造法に関する。
料の製造法に関する。
従来、炭素繊維強化炭素材料の製造法として、数枚の黒
鉛化されたセルロース性織布にフルフラール・ケトン縮
合生成物、フェノールホルムアルデヒド樹脂等を噴務又
は塗布して被覆し、こうして被覆したシートを積み重ね
て積層物を形成させ、この積層物を圧力下で加熱して結
合剤を硬化させ、ついで非酸化性雰囲気中で加熱・して
炭素化する方法が知られているが、この方法によって製
造する場合、結合剤の厚さの変動に起因する結合剤の不
均一な膨張及び収縮があり、変形や内部に割れが生じ易
い。
鉛化されたセルロース性織布にフルフラール・ケトン縮
合生成物、フェノールホルムアルデヒド樹脂等を噴務又
は塗布して被覆し、こうして被覆したシートを積み重ね
て積層物を形成させ、この積層物を圧力下で加熱して結
合剤を硬化させ、ついで非酸化性雰囲気中で加熱・して
炭素化する方法が知られているが、この方法によって製
造する場合、結合剤の厚さの変動に起因する結合剤の不
均一な膨張及び収縮があり、変形や内部に割れが生じ易
い。
この他の方法として、炭素又はグラファイト繊維をある
型に成形し、フェノール性縮合生成物、尿素縮合生成物
、エポキシ樹脂、デクストロズ、コールタールピッチの
如き結合剤を加圧浸透させた後、成形品を圧縮して過剰
な結合剤を除去し、ついで加圧硬化させ、硬化後保護雰
囲気中で焼成され、焼成品は最終製品に期待される密度
によって再び含浸及び焼成の工程を何回か繰返す方法が
知られている。
型に成形し、フェノール性縮合生成物、尿素縮合生成物
、エポキシ樹脂、デクストロズ、コールタールピッチの
如き結合剤を加圧浸透させた後、成形品を圧縮して過剰
な結合剤を除去し、ついで加圧硬化させ、硬化後保護雰
囲気中で焼成され、焼成品は最終製品に期待される密度
によって再び含浸及び焼成の工程を何回か繰返す方法が
知られている。
この方法によれば、製品の密度が少なくとも１．４ｆ／
Ｃｅのものを得るには含浸及び焼成サイクルを６回以上
も必要であり、製造に長時間装した。
Ｃｅのものを得るには含浸及び焼成サイクルを６回以上
も必要であり、製造に長時間装した。
又、結合剤は炭素又はグラファイト繊維の成形品に含浸
する方法がとられているが、結合剤と繊維との濡れ性が
悪（、特に大型成形品の場合内部までの浸透が不完全と
なり欠陥となって残り易い等の問題があった。
する方法がとられているが、結合剤と繊維との濡れ性が
悪（、特に大型成形品の場合内部までの浸透が不完全と
なり欠陥となって残り易い等の問題があった。
本発明の目的は、従来における前記のような問題点を解
決して繊維と結合剤との結合が良好で、欠陥がな（、か
つ製造時間の短縮ができる炭素材料の製造法を実現する
にある。
決して繊維と結合剤との結合が良好で、欠陥がな（、か
つ製造時間の短縮ができる炭素材料の製造法を実現する
にある。
前記目的を達成するための、本発明の要旨とするところ
は、炭素繊維に有機質結合剤を被覆し、得られた繊維で
所望の形状に成形したのち、その成形体を加圧しながら
加熱して炭素化し、更に必要に応じて黒鉛化することを
特徴とする炭素材料の製造法に存する。
は、炭素繊維に有機質結合剤を被覆し、得られた繊維で
所望の形状に成形したのち、その成形体を加圧しながら
加熱して炭素化し、更に必要に応じて黒鉛化することを
特徴とする炭素材料の製造法に存する。
前記において述べる炭素繊維とは再生セルロース、ポリ
アクリロニトリル、ビニロン、リグニンポバール、ピッ
チ系（例えば、ポリ塩化ビニルピッチ、石油アスファル
ト、原油分解ピッチ、石油スラッジ、テトラベンゾフェ
ナジンピッチ、コールタールピッチなど）、耐熱性有機
高分子系（例えば、ポリアミド、ポリイミド、ホリヘン
ズイミダゾール、ポリベンゾオサジノン、ポリキナゾリ
ンジオン、ポリオキシジアゾール、ポリベンゾオキサジ
オン、ポリオキシジアゾール、ポリベンゾチアゾールな
ど）、フェノール樹脂、塩化ビニリデンとポリ塩化ビニ
ルの共重合物、フラン系樹脂等の有機高分子物質を紡糸
したものを製造用原料繊維として用いて、これを必要に
応じて不融化処理を行なった後、炭素化温度（即ち８０
０〜３０００°Ｃ）以上まで加熱処理して得られるもの
で、通常加熱処理温度が８ｏＯ〜１５００℃のものを炭
素質繊維、２０００℃以上のものを黒鉛質繊維を称して
いるものを全て含む。
アクリロニトリル、ビニロン、リグニンポバール、ピッ
チ系（例えば、ポリ塩化ビニルピッチ、石油アスファル
ト、原油分解ピッチ、石油スラッジ、テトラベンゾフェ
ナジンピッチ、コールタールピッチなど）、耐熱性有機
高分子系（例えば、ポリアミド、ポリイミド、ホリヘン
ズイミダゾール、ポリベンゾオサジノン、ポリキナゾリ
ンジオン、ポリオキシジアゾール、ポリベンゾオキサジ
オン、ポリオキシジアゾール、ポリベンゾチアゾールな
ど）、フェノール樹脂、塩化ビニリデンとポリ塩化ビニ
ルの共重合物、フラン系樹脂等の有機高分子物質を紡糸
したものを製造用原料繊維として用いて、これを必要に
応じて不融化処理を行なった後、炭素化温度（即ち８０
０〜３０００°Ｃ）以上まで加熱処理して得られるもの
で、通常加熱処理温度が８ｏＯ〜１５００℃のものを炭
素質繊維、２０００℃以上のものを黒鉛質繊維を称して
いるものを全て含む。
又、炭素繊維は布、テープ、糸、フェルト、編組品、チ
ョップ、紙等の任意の形状で用いられる。
ョップ、紙等の任意の形状で用いられる。
本発明に述べる有機質結合剤には、炭素繊維製造用原料
繊維の紡糸に用いられる上記に記載の有機高分子物質を
適宜選択して単独又は混合して使用される。
繊維の紡糸に用いられる上記に記載の有機高分子物質を
適宜選択して単独又は混合して使用される。
有機高分子物質のうち、とくにピッチ系、ポリアクリロ
ニトリル系のものは被覆に先立ち、２００〜５００℃に
乾留して低分子成分を留出し炭素含有率を増加させるこ
とが望ましい。
ニトリル系のものは被覆に先立ち、２００〜５００℃に
乾留して低分子成分を留出し炭素含有率を増加させるこ
とが望ましい。
有機質結合剤は炭素繊維との濡れを良好とするために必
要があれば有機溶剤を加え、適宜粘度に調整し、浸漬又
は含浸等の方法で炭素繊維に被覆する。
要があれば有機溶剤を加え、適宜粘度に調整し、浸漬又
は含浸等の方法で炭素繊維に被覆する。
浸漬又は含浸された繊維は、ついで洗浄又は乾燥して有
機溶剤を除去或いは揮発させることにより均一に有機質
結合剤を被覆した炭素繊維が得られる。
機溶剤を除去或いは揮発させることにより均一に有機質
結合剤を被覆した炭素繊維が得られる。
被覆した炭素繊維は積層法、フィラメントワインド法等
により成形する。
により成形する。
成形は必要があれば加熱し、加圧又は解圧しながら充分
にガス抜きをしながら行なうとよりち密なものとなる。
にガス抜きをしながら行なうとよりち密なものとなる。
ピッチ系又はポリアクリロニトリル系の有機結合剤を用
いた成形体は、そのま＼或いは過マンガン酸カリウム、
重クロム酸カリウム等の酸化剤を含む溶液に浸した後、
これを空気、酸素、オゾン、酸化窒素、硝酸ガス、酸化
イオウ、ハロゲン等の酸化性雰囲気中で２００〜３００
℃に加熱し不融化処理を行なうことが好ましい。
いた成形体は、そのま＼或いは過マンガン酸カリウム、
重クロム酸カリウム等の酸化剤を含む溶液に浸した後、
これを空気、酸素、オゾン、酸化窒素、硝酸ガス、酸化
イオウ、ハロゲン等の酸化性雰囲気中で２００〜３００
℃に加熱し不融化処理を行なうことが好ましい。
未処理又は不融化処理後の成形体は成形鋳型内で直接プ
レスするか、或いは粉末を圧力媒体として加圧、或いは
窒素、アルゴン等の不活性ガス圧等により加圧しながら
外部加熱、直接通電加熱、誘導加熱等により３００〜５
００°Ｃまで加熱し、ついで８００〜１５００℃まで焼
成し、炭化して炭素繊維−炭素結合剤からなる炭素材料
を、更に必要に応じて２４００〜３０００℃まで加熱し
て黒鉛質繊維−黒鉛結合剤からなる炭素材料を得る。
レスするか、或いは粉末を圧力媒体として加圧、或いは
窒素、アルゴン等の不活性ガス圧等により加圧しながら
外部加熱、直接通電加熱、誘導加熱等により３００〜５
００°Ｃまで加熱し、ついで８００〜１５００℃まで焼
成し、炭化して炭素繊維−炭素結合剤からなる炭素材料
を、更に必要に応じて２４００〜３０００℃まで加熱し
て黒鉛質繊維−黒鉛結合剤からなる炭素材料を得る。
炭素繊維の製造用原料繊維と同種の有機質高分子物質を
有機結合剤として使用した場合（例えばピッチ系炭素繊
維−ピッチ系結合剤、ポリアクリロニトリル系炭素繊維
−ポリアクリロニトリル系結合剤）有機質結合剤が炭化
して得られる炭素結合剤と炭素繊維とがほとんど同一性
質を示すため特に有効である。
有機結合剤として使用した場合（例えばピッチ系炭素繊
維−ピッチ系結合剤、ポリアクリロニトリル系炭素繊維
−ポリアクリロニトリル系結合剤）有機質結合剤が炭化
して得られる炭素結合剤と炭素繊維とがほとんど同一性
質を示すため特に有効である。
と（に両者の熱膨張率の差が非常に小さく、又加熱処理
時及び処理後の冷却時に発生する熱応力も小さい為、こ
の間の剥離、クラック、変形等の発生は大巾に減少させ
ることが可能となった。
時及び処理後の冷却時に発生する熱応力も小さい為、こ
の間の剥離、クラック、変形等の発生は大巾に減少させ
ることが可能となった。
上記により得られた焼成体はより高密度化、高強度化及
び不浸透化をはかるため再含浸、再焼成を行なうことは
勿論できるが、従来法のものにくらべ一次焼成体の強度
が高いため、従来の如く６回も必要とせず１〜２回程度
で充分であった。
び不浸透化をはかるため再含浸、再焼成を行なうことは
勿論できるが、従来法のものにくらべ一次焼成体の強度
が高いため、従来の如く６回も必要とせず１〜２回程度
で充分であった。
以下実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例 １
強化繊維材として直径５μｍ、引張強度３２０ｋｇ／ｍ
４、弾性率２１ ｔ ／ｍａのポリアクリロニトリル系
炭素繊維を用い、ポリアクリロニトリル有機質結合剤と
して被覆繊維を作った。
４、弾性率２１ ｔ ／ｍａのポリアクリロニトリル系
炭素繊維を用い、ポリアクリロニトリル有機質結合剤と
して被覆繊維を作った。
ポリアクリロニトリルの溶剤としてＤＭＳＯ（ジメチル
スルホオキサイド）を使用し、その量は、ポリアクリロ
ニトリル５部に対してジメチルスルホオキサイド９５部
とした。
スルホオキサイド）を使用し、その量は、ポリアクリロ
ニトリル５部に対してジメチルスルホオキサイド９５部
とした。
被覆繊維をマンドレルに巻きつけた後、溶剤を除去する
ため水洗後、ロールを掛け、ついで熱風乾燥炉内１５０
℃で１時間加熱した。
ため水洗後、ロールを掛け、ついで熱風乾燥炉内１５０
℃で１時間加熱した。
乾燥後、被覆繊維を裁断し、一方向に積層して、金型を
用いて５０ＷＸ２００ＬＸ５ を龍の形状に成形した。
用いて５０ＷＸ２００ＬＸ５ を龍の形状に成形した。
成形は２２０℃で１０分間予備加熱し、２０ｋｙ／ｃａ
ｒの圧力で加圧して行なった。
ｒの圧力で加圧して行なった。
成形体の繊維含有率は６０容量％であった。
この成形体を空気中で２５０℃で６時間加熱し不融化処
理を行なった。
理を行なった。
不融化処理後、鋳型焼結炉で５０ｋｇ／ｃｎｔの圧力を
かげながら、１００℃／Ｈｒの昇温速度で２５０〜９０
０℃まで加熱し炭素質繊維−炭素結合剤からなる炭素材
料を得た。
かげながら、１００℃／Ｈｒの昇温速度で２５０〜９０
０℃まで加熱し炭素質繊維−炭素結合剤からなる炭素材
料を得た。
得られた炭素材料の特性を次に示す。
比重 ・・・・・・ １．４０
曲げ強さ ・・・・・・３７ｋｇ／ｒａ弾性率
・・・・・・１２ ｔ／ｍａ層間剪断強度・・・・
・・ ３、Ｏｋｇ／ｒｎａ実施例 ２ 実施例１で得られた炭素材料に軟化点８０℃のコールタ
ールピッチを１５０°Ｃ１１〜１ｏ７ｒＬ１１ＬＨｇの
減圧下浸漬し、ついで１０ｋｇ／ｃｎ’ｔの圧力下で１
時間含浸した。
・・・・・・１２ ｔ／ｍａ層間剪断強度・・・・
・・ ３、Ｏｋｇ／ｒｎａ実施例 ２ 実施例１で得られた炭素材料に軟化点８０℃のコールタ
ールピッチを１５０°Ｃ１１〜１ｏ７ｒＬ１１ＬＨｇの
減圧下浸漬し、ついで１０ｋｇ／ｃｎ’ｔの圧力下で１
時間含浸した。
金製品は塩素ガス中で２００ ’Ｃに２時間保持し、つ
いで窒素雰囲気中で９００℃まで焼成した。
いで窒素雰囲気中で９００℃まで焼成した。
この含浸再焼成のサイクルを２回行なって炭素材料を得
た。
た。
その特性値は次に示すと＃″’Ｃ−，ｂ９“・
） 比重 ・・・・・・１．４５ 曲げ強さ ・・・・・・４２ ｋｇ／ｍｉ弾性率
−１２，５ｔ ／ｍ４ 層間剪断強度・・・・・・ ３．５ｋｇ／ｍａ実施例
３ 実施例２で得られた炭素材料を、２４００℃に加熱黒鉛
化して黒鉛質繊維−黒鉛結合剤の炭素材料を得た。
） 比重 ・・・・・・１．４５ 曲げ強さ ・・・・・・４２ ｋｇ／ｍｉ弾性率
−１２，５ｔ ／ｍ４ 層間剪断強度・・・・・・ ３．５ｋｇ／ｍａ実施例
３ 実施例２で得られた炭素材料を、２４００℃に加熱黒鉛
化して黒鉛質繊維−黒鉛結合剤の炭素材料を得た。
その特性を下に示す。比重 ・・・・・・ １．
４７
４７
Claims (1)
- １ 炭素繊維に該炭素繊維の製造用原料繊維と同種の有
機質高分子物質を結合剤として被覆し、得られた繊維で
所望の形状に成形したのち、その成形体を加圧しながら
加熱して炭素化し、更に必要に応じて黒鉛化することを
特徴とする炭素材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50128570A JPS5935841B2 (ja) | 1975-10-25 | 1975-10-25 | タンソザイリヨウノセイゾウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50128570A JPS5935841B2 (ja) | 1975-10-25 | 1975-10-25 | タンソザイリヨウノセイゾウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5252912A JPS5252912A (en) | 1977-04-28 |
| JPS5935841B2 true JPS5935841B2 (ja) | 1984-08-31 |
Family
ID=14988010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50128570A Expired JPS5935841B2 (ja) | 1975-10-25 | 1975-10-25 | タンソザイリヨウノセイゾウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935841B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054270B2 (ja) * | 1978-08-23 | 1985-11-29 | 東邦レーヨン株式会社 | 炭素繊維強化炭素摩擦材 |
| JPS5734085A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-24 | Toho Beslon Co | Manufacture of carbon fiber reinforced carbon composite material |
| JPS57110751A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-09 | Toho Rayon Co Ltd | Rocket nozzle |
| JPS60127265A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-06 | 旭有機材工業株式会社 | 焼結体用ピッチ変性フェノ−ル樹脂被覆炭素繊維の製造方法 |
| JPS60127264A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-06 | 旭有機材工業株式会社 | フェノ−ル樹脂被覆炭素質繊維 |
| US5246639A (en) * | 1987-02-20 | 1993-09-21 | Petoca Ltd. | Method for producing carbon-carbon composite materials |
| JPS63215564A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | 日石三菱株式会社 | 炭素／炭素複合材料の製造法 |
| JPS63248770A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | 日石三菱株式会社 | 炭素／炭素複合材料の製造法 |
| JPH0533263A (ja) * | 1990-11-30 | 1993-02-09 | Petoca:Kk | 炭素炭素複合材用強化繊維及び複合材の製造方法 |
-
1975
- 1975-10-25 JP JP50128570A patent/JPS5935841B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5252912A (en) | 1977-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3462289A (en) | Process for producing reinforced carbon and graphite bodies | |
| US3936535A (en) | Method of producing fiber-reinforced composite members | |
| US5057254A (en) | Process for producing carbon/carbon composites | |
| JP2018104250A (ja) | 一方向性炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 | |
| US4101354A (en) | Coating for fibrous carbon material in boron containing composites | |
| JPS5935841B2 (ja) | タンソザイリヨウノセイゾウホウ | |
| JP2664047B2 (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造方法 | |
| JPH03150266A (ja) | 炭素／炭素複合材料の製造方法 | |
| JPS63206351A (ja) | 炭素炭素複合材の製造方法 | |
| KR100689636B1 (ko) | 금속실리콘 용융침투 공정에 의한 탄소섬유 강화 탄화규소복합체 제조방법 | |
| JP3288408B2 (ja) | 汎用炭素繊維強化炭素材料の製造法 | |
| JPS6054270B2 (ja) | 炭素繊維強化炭素摩擦材 | |
| JP2002255664A (ja) | Ｃ／ｃ複合材及びその製造方法 | |
| JPS6126563A (ja) | 耐酸化性炭素繊維強化炭素材の製造法 | |
| JPH08245273A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 | |
| JPH01145375A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 | |
| KR940010099B1 (ko) | 콜타르-페놀수지 혼합물을 이용한 탄소/탄소 복합재료 제조방법 | |
| JP2762291B2 (ja) | 炭素質押し棒の製造方法 | |
| KR970007019B1 (ko) | 고밀도 탄소섬유 강화 탄소복합재의 제조방법 | |
| JPH0442857A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造法 | |
| JPS63112464A (ja) | 炭素繊維強化炭素材の製造方法 | |
| JPH04160059A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造法 | |
| JPH04305060A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造方法 | |
| JPS6139411B2 (ja) | ||
| JPH0360479A (ja) | 炭素繊維成型断熱材及びその製造方法 |